济南铁路局管内桥梁病害问题及改造

吴杰

摘 要：在桥梁安全中桥梁病害问题一直都是桥梁设计工作的重点，本文对当前济南铁路管内桥梁的病害进行了总结阐述，然后对如何防范此类问题提出了些许意见和思路，希望能为我国管内桥梁病害防治起到些许推进作用。

关键词：桥梁安全；管内桥梁；桥梁设计；病害防治

1 概述

济南铁路局济南公务机械段泰安桥梁车间的主要工作就是从事局管内的桥梁大修重建、病害整治、防灾抢先。随着铁路大提速的逐步进行，桥梁的病害、设计的合理性、承载能力等问题逐渐凸显出来。给我们的工作带来了新的问题，在这里简述下我局内桥梁的现状和我车间的改造及重建施工。

2 既有线简支梁桥现状

济南局既有线上现有桥梁100余座，形式多样，种类繁多。以中小跨度简支梁桥占有很高的比例，主要型式有：

（1）钢筋混凝土简支梁：跨度在4～20 m ，1975年铁道部编制了8种不同跨度的定型设计。

（2）预应力混凝土简支梁：1957 年编制了跨度19.8～27.7mT梁的标准设计，后来又设计了 31.7m的T梁，这种跨度梁在目前铁路建设中被广泛的采用，1980年代后，又设计了24 m、40m跨度的箱型截面梁。目前，铁路预应力混凝土简支梁最大跨度为64m。

（3）钢板梁：有上承与下承式二种类型，目前常见的有32 m和40m两种跨度。下承式板梁主梁间距大于上承钢板梁，又带有纵横梁结构的桥面系，因此，下承式板梁横向刚度较大，稳定性好。

（4）简支钢桁梁：有上承式、半穿式和穿式钢桁梁桥三种。半穿式钢桁梁桥其横截面为开口截面，抗扭刚度和横向刚度小，不适合高速行车，主要用于中等跨度的桥梁上，常见的定型设计跨度有40 m、44m和48 m。常见的下承式钢桁梁桥大多为定型设计，其跨度范围在48～128m之间。

3 提速运营中简支梁桥结构出现的主要问题

在提速前的桥梁设计技术标准中，客车的车速小于120km/h，货车的车速小于60km/h。为提高运营竞争能力，全国铁路主要干线从1997年开始实行提速运营。目前已经完成6次大提速，主要干线客车速度提至160～200km/h。在前五次铁路大提速运营中既有线简支梁桥暴露了很多问题，具体概括如下：

（1）钢筋混凝土简支梁：这类型桥梁具有足够的横向刚度，但普遍采用的是板式橡胶支座，现场测试发现，由于支座处横向约束不足，高速列车进桥时的冲击作用往往使梁体产生一横向刚体位移，其值比弹性体振动位移值大得多，影响行车安全。

（2）预应力混凝土简支梁：对于分片式 T 梁，当二片T梁结构联接在一起时，一般横向振幅很小，如果施工质量不良，或二片T梁横向联系较弱时，也会产生超限的横向振幅。

（3）钢板梁：上承式钢板梁横向刚度差，横向振幅超限；下承式钢板梁在速度达到160km/h时产生共振，使得梁体和车体各项动力学指标达到较大值；另外当提速货车通过下承式板梁时桥上机车的平稳性指标不满足要求。

（4）简支钢桁梁：单线半穿式钢桁梁横向刚度差，横向振幅超限；当提速货车通过上承式钢桁梁时桥上机车的平稳性指标不满足要求。

4 加固方法综述

（1）对于采用橡胶支座的小跨度钢筋混凝土梁，目前大都采用在梁端支座处增加支挡结构，以阻止梁的过大侧向位移，已取得明显的效果。

（2）对于预应力混凝土分片T梁：对双梁式无横向联结的、跨度≥12m的T形、工字形混凝土梁，必须在梁端及跨中增设横向联结。具体地：①对既有线上无横向联结的并置梁，在梁跨两端和跨中增设一定数量的横隔板。②在横隔板内施加横向预应力。③增加双片式T梁内侧上翼缘横向联结，上翼缘混凝土桥面板整体加厚，连接两片T梁内侧上翼缘，形成Ⅱ形截面。④增设水平板加固，在两片并置梁已加横隔板加固的基础上，再增设两道水平板，以进一步加固梁体。通过以上四项内容的加固，可以保证并置梁体共同受力，加强两片梁间的横向联结，从而可提高桥梁的整体稳定性。

（3）对于上承式钢板梁桥：①加强上、下平纵联，由原来的三角形改为交叉形平纵联。②加强端横联及跨中横联 ，由原来的交叉形改为横隔板横联，并在梁端一定位置增加一横隔板横联。③加大主梁中心距，将主梁中心距由原来的2.0m展宽为2.2m，并与方案①、②综合运用。④在上、下翼缘间各增加一块钢板，将钢板梁桥改为准箱形截面。

（4）对于钢桁梁桥，可采用加强主桁下弦杆、上平纵联、下平纵联和改造横梁与主桁间肱板的加固方案。对于既有各种类型的钢梁，目前主要采取二种措施： ①从结构上进行刚度加固，修改定型设计；②在桥上安装减振器，以减小桥梁的振幅。这二种措施的研究目前尚未取得十分满意的效果，有待于继续研究。列车通过这些横向振幅超限的桥梁还得采取限速运行，以确保安全。对于新建的铁路桥梁，尽量不采用钢板梁和半穿式桁梁桥。

（5）对桥墩，横向加固的措施主要有：①在桥墩外侧套钢管以增大桥墩横向抗弯刚度。②加大桥墩横向尺寸。③相邻桥墩之间增设系梁，这种加固方法可以大幅度提高整个桥梁结构体系的横向刚度。

（6）对于墩台基础的加固主要有扩大基脚尺寸、设锚固桩、旋喷桩加固及将上下行两线承台连成整体等加固措施。

5 装配式双向预应力混凝土T型简支梁施工方法及要点

施工中的小型非预应力混凝土梁均在现场预制，预应力混凝土梁多在附近梁场购买后运输施工现场。

双线简支T型梁采用预制构件、桥位装配法施工。首先在桥位或其附近预制T型构件并施加纵向预应力，用起吊装置（如汽车吊等）吊装就位，然后在桥上通过湿接缝混凝土将每跨 4片预制构件装配连结，再施加横向预应力的方法形成整体桥跨。构件预制可在工厂或桥头进行。采用汽车吊、龙门吊或其他起吊工具吊装就位。由于其结构特点，对其制造工艺也提出了全新的要求。其施工控制要点如下：

（1）T梁构件一般为分散的工地预制，为了保证质量，对其生产条件和工艺过程进行严格控制 ，按照厂制条件实行了产品生产许可证制度。

（2）对于梁场建设、仪器设备配备、原材料进场、钢筋制作和绑扎、制孔、立模、混凝土灌筑和养护、预应力张拉、管道压浆、封锚、预防碱集料反应措施等与箱梁制作一样严格进行控制。

（3）由于装配式结构的特点，同一孔梁各构件的混凝土灌筑龄期相差不超过6d。为便于工地预应力操作，严格控制构件各部尺寸的准确性，特别是预应力管道位置的准确性。

（4）对于地基软弱地段的桥梁，对于运架梁车走道要进行处理，使运架梁车平稳运行，保证运架梁的安全。

6小结

对于墩台改造，梁的界面选择，横向振幅超限等诸多问题还有待我们进一步的改进探索，同时改进施工方法，优化施工组织也是我们今后重点要做的工作。使我们新建及整修的桥梁可以更好的满足大提速的需要，保证行车安全。

参考文献

[1] 陈常友. 浅析混凝土桥梁裂缝种类及其成因[J]. 黑龙江交通科技. 2006（09）

[2] 魏晓红. 混凝土桥梁裂缝成因综述[J]. 广东公路交通. 2009（02）

[3] 于江波. 混凝土桥梁裂缝类型、成因和控制[J]. 四川建材. 2010（03）

[4] 原喜忠，马巍，刘永智. 桥梁钻孔灌注桩施工中高温冻土地基温度场动态监测与研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2005（06）

[5] 黄丽琴. 侯月线沁河8～11号桥桥墩冻害整治措施[J]. 郑铁科技通讯. 2006（03）